Методы и приемы создания объектов интеллектуальной собственности презентация

Мотивы творчества
1.3 Барьеры творчества
2 Основные методы и приемы творческой деятельности
2.1 Метод проб и ошибок
2.2 Метод контрольных вопросов
2.3 Метод морфологического анализа
2.4 Методы мозгового штурма
2.5 Ассоциативные методы
2.6 Функционально-стоимостной анализ
2.7 Теория и алгоритм решения изобретательских задач
2.7.1 Идеальный конечный результат. Противоречия
2.7.2 Вепольный анализ
2.7.3 Законы развития технических систем
2.7.4 Алгоритм решения изобретательских задач
3 Интересные факты
4 Задачи для практического решения

деятельности человека. Научное творчество связано с познанием окружающего мира. Техническое творчество имеет прикладные цели и направлено на удовлетворение практических потребностей общества. Это поиск и решение задач в области техники на основе использования научных достижений.
Что же такое творчество: искусство, доступное единицам или деятельность, которой может посвятить себя каждый? Ответа на этот вопрос, поставленный философами древности нет и в наши дни. Несомненно то, что для успешной творческой деятельности необходимы знания, творческие способности, воображение и интуиция.

не дает возможности создать, модернизировать что-то без серьезных знаний по рассматриваемым и смежным вопросам. Знания позволят избежать многих ошибочных направлений, укажут верный путь при поиске технических решений. Для человека, связанного с творческой деятельностью процесс получения знаний должен быть непрерывным.

творческих способностей оказывает дошкольный и младше школьный период жизни человека. Однако и в зрелом возрасте возможности развития творческих способностей неисчерпаемы – было бы желание. Об этом свидетельствует, в частности, многолетний опыт проведения семинаров по теории решения изобретательских задач.

Занятия по ТРИЗ Генрих Саулович Альтшуллер проводил с 1948 г. по 1998 г. До 70-х годов XX века обучение ТРИЗ велось им преимущественно на экспериментальных семинарах. В конце 1957 г. в Министерстве строительства Азербайджана Г.С. Альтшуллером был проведен семинар, который считается первым семинаром по ТРИЗ. В 70-е годы особенно быстро развивалась создаваемая Г.С. Альтшуллером система обучения ТРИЗ, включающая государственные и общественные формы. С 1970 г. обучение сосредотачивается в постоянно действующих учебных центрах: общественных институтах и школах изобретательского творчества (Москва, Кишинев, Фрунзе, Дубна, Обнинск и др.), народных университетах научно-технического творчества (Баку, Ленинград, Красноярск, Днепропетровск и др.). Обучение ТРИЗ в эти годы шло через курсы и семинары, организованные различными министерствами и ведомствами, Всесоюзным обществом «Знание», НТО, ВОИР, администрациями предприятий, НИИ, вузов. Занятия по ТРИЗ велись и в ряде отраслевых институтов повышения квалификации специалистов. В эти годы Г.С. Альтшуллером была создана и в последующие десятилетия развивалась не имеющая аналогов образовательная сеть. В 1984/85 учебном году в СССР работали свыше 250 народных университетов, общественных институтов, школ, курсов, семинаров, групп ТРИЗ.

«воображение важнее знаний, воображением можно охватить то, что недоступно знанию». Различают три типа воображения. Логическое выводит будущее из настоящего путем логических преобразований. Критическое воображение ищет, что в объекте несовершенно и нуждается в изменении. Творческое воображение рождает принципиально новые идеи и представления, опирающиеся на элементы действительности, но не имеющие аналогов в реальном мире. Воображение создает определенный образ технической задачи. Творческое воображение рисует сразу несколько образов: сам объект, элементы объекта и их взаимодействие, внешнее взаимодействие объекта.

в этой области. Это итог умственной деятельности. Процессу творчества присущи как логика, так и интуиция. Иногда в процессе длительного решения задачи у человека происходит внезапное озарение. Это может произойти во время отдыха или сна, когда сознание человека не работает над поставленной задачей. Поиск решения идет в подсознании, в сознании отражается лишь результат. Наиболее широко известные примеры этого: открытие закона Архимеда и периодической таблицы Д. И. Менделеева.

биологические, социальные и познавательские. Биологические лежат в основе житейской изобретательности. Примером может быть принцип экономии сил. Социальные потребности человека: материальное вознаграждение, стремление к почету являются определяющими при выборе творческих профессий. Познавательские потребности присущи человеку наряду с потребностью в пище и воде. Это потребности познания, стремления к новому, заранее неизвестному.

высоким в большинстве случаев статусом человека науки в нашем обществе. Сюда можно отнести низкий уровень заработной платы, невысокую стимуляцию изобретательской, творческой деятельности.
Психологические барьеры отражают личные особенности человека. Здесь на пути творчества встают лень, рутина, привычки, вера в авторитеты, неверие в собственные силы, равнодушие.
К физиологическим препятствиям можно отнести отсутствие нормальных условий для жизнедеятельности человека.

приводящий к условиям неопределенности при принятии ряда решений и переизбыток информации различного рода, не дающий возможности самому найти ответ на поставленный вопрос – это препятствия на пути творческого процесса.
Функциональные барьеры связаны с использованием устаревших методов и подходов, с неправильной постановкой задачи, с отсутствием необходимых условий труда, материальных и технических ресурсов.

в ремесло, описать его технологию, не совсем уместны. Однако такой подход типичен для всех видов человеческой деятельности, особенно связанной с производством. Применение современных методов творческого поиска рационализирует творческий процесс, позволяет значительно уменьшить время, затрачиваемое на поиск оптимального решения.

науку об изобретательстве более двух тысяч лет. Первым начал разработку учения еще древнегреческий философ Сократ (469-399 гг. до н. э.), который ставил задачу создания метода, с помощью которого можно создавать систему. Архимед (287-212 гг. до н. э.) разработал учение о методах решения задач. Древнегреческий математик Папп Александрийский в III веке н. э. ввел термин «эвристика» для обозначения методов решения задач, отличных от математических и логических. Его трактат «искусство решать задачи» явился первым методическим пособием, показывающим как решать подобные задачи. В последствии лишь в эпоху возрождения труды Галилея, Лейбница, Вольфа и некоторых других ученых продолжили становление эвристики как науки.

исследующую правила и методы, ведущие к открытиям и изобретениям. Однако сумма накопленных знаний о подобных методах еще не нашла широкого научного признания. Необходимость интенсификации творчества и развитие его методологии еще недостаточно осознанна обществом. Но количество и уровень стоящих перед ним научно-технических задач требуют активизации творческого мышления, создания надежной и эффективной методологии, перехода к современным и продуктивным методам творчества.

и решал простейшие изобретательские задачи. Они были связаны с его повседневной деятельностью: добыванием пищи, защитой от различных опасностей и т. д. Со временем задачи усложнялись, число их увеличивалось, но методы решения не изменялись.
Задачи решали методом проб и ошибок, перебирая различные – возможные и невозможные, осуществимые и неосуществимые варианты. Перебрав большое количество вариантов, изобретатель часто находил приемлемое решение. И сегодня метод может быть использован при решении несложных задач.

и оценки многих тысяч вариантов решения? Ведь метод не дает правил выдвижения идей, критериев их оценки. Изобретатель подчас останавливается далеко не на лучшем варианте решения, так как на поиск другого могут уйти многие месяцы и даже годы.

1

2

1*

недостаточно быстрым и эффективным. Чтобы повысить эффективность творческого поиска, в него стали вовлекать все большее количество людей, причем использовались специалисты различного профиля. Так в мастерской Эдисона работало до 1000 человек. Проблема разбивалась на несколько задач, и по каждой задаче одновременно велась проверка многих вариантов. Подобные мастерские постепенно превращались в современные специализированные, узкопрофильные НИИ и КБ, где индустрия изобретений в основном организована на методе проб и ошибок.

варианты, опыт и знания позволяют многие из них заранее оценить, принять или отвергнуть. Замена реальных экспериментов теоретическими, мысленными, использование виртуальных, компьютерных приемов позволяют ускорить путь к нахождению результата, но все это в целом не компенсирует недостатков метода проб и ошибок. Основанная на методе организация творческого труда пришла в социально-техническое противоречие с требованиями настоящего времени.

между собой, ни с сущностью и основными законами развития технических систем.

ученый, инженер отвечая на предложенные ему вопросы, подходит к решению своей задачи или определяет новое направление, в котором лучше искать, расширяя при этом зону поиска. Лежащая в основе метода функция подсказки определяет его эвристическую ценность. Его применение уменьшает случайность поиска и повышает вероятность получения положительных результатов.
С начала 20 века разными авторами было предложено много различных вариантов списков контрольных вопросов (А.Осборн, Т.Эйлоарт, Д.Пойа, Р.Кроуфорд, С.Пирсон...)

технического решения.
Сформулировать задачу четко и ясно. Попробовать новые формулировки. Определить второстепенные и аналогичные задачи, выделить главные.
Перечислить недостатки имеющихся вариантов решения, их основные принципы и предположения.
Привести фантастические, биологические , экономические и другие аналогии.
Попробовать различные виды материалов и энергии: газ, жидкость, твердое тело; тепловую, магнитную энергию и т. д.; переходные состояния вещества: замерзание, испарение и другие.
Постоянно думать о проблеме, сжиться с ней.
Определить идеальное решение, разрабатывать возможные варианты перехода к нему.
Кто решил похожую проблему, как он это сделал и т. д.

каждая группа вопросов может быть дополнена более конкретными вопросами, подсказанными опытом изобретателя.
В промышленно развитых странах подобные вопросники используются давно и довольно широко. Это связано, прежде всего, с необходимостью постоянно подталкивать ученого, изобретателя, инженера в его деятельности, не давать остановиться для обеспечения успеха предприятия в условиях острой конкурентной борьбы.
В целом метод контрольных вопросов может быть использован на начальных стадиях постановки или решения технически несложных задач.

В 13 веке он делал устройства в виде нескольких дисков разного диаметра, сидящих на одной оси. На дисках по окружности были записаны различные понятия. Вращая диски друг относительно друга при совмещении различных секторов с понятиями можно было получить некоторые высказывания и суждения.
В современной форме морфологический анализ создан швейцарским астрофизиком Ф. Цвикки. В 30-е годы прошлого века он применил его к решению астрофизических проблем и предсказал существование нейтронных звезд. В годы второй мировой войны Цвикки участвовал в американских военных разработках и активно применял морфологический анализ при создании реактивных ракетных двигателей.

вытекают из закономерностей строения (т. е. морфологии) исследуемой системы. Он предусматривает:
Формулировку задачи.
Составление списка характерных параметров (или признаков) объекта. К параметрам предъявляются определенные требования. Они должны быть существенными для любого решения, независимыми друг от друга, охватывающими все аспекты задачи, достаточно немногочисленными, чтобы обеспечить быстрое изучение.
Перечисление всех возможных вариантов изменения каждого параметра.
Рассмотреть все возникающие варианты решения от комбинирования всех возможных сочетаний параметров. На практике происходит составление двухмерных или многомерных таблиц или матриц. В случае наличия только двух параметров получается двухосная таблица, где по осям располагаются варианты изменения параметров, а каждая клетка в середине таблицы – возможны вариант решения.
Анализируются полученные варианты и отбираются лучшие решения.

позволяет выявить очень много вариантов, найти неожиданные, оригинальные решения. Однако отсутствие правил отбора и оценки вариантов приводит к субъективизму и при большом количестве решений этот этап очень затруднителен.
Метод целесообразно использовать при решении конструкторских задач, при проектировании, модернизации технических систем, при поиске компоновочных решений. Задачи высокого уровня при помощи морфологического анализа решаются крайне редко.

к XVI – XVII векам, когда во время морских путешествий проходили обсуждения всей командой возникших сложных и непредвиденных ситуаций.
В современном виде метод был разработан американским инженером А. Осборном в 40-е годы прошлого века.

другие к их критическому анализу. При обычных обсуждениях эти люди оказываются вместе и мешают друг другу. Осборн предложил разделить этапы генерирования и анализа идей. Обычно во время сеанса мозговой атаки высказывается от 50 до 150 идей. Происходит как бы цепная реакция идей, приводящая к интеллектуальному взрыву. При индивидуальной работе – общее число идей будет в несколько раз меньше. Более 90 процентов важных конструкторских идей возникают подобно электрической искре при контакте с мнениями других людей.

и понятной для всех участников группы, должна отвечать на вопросы:
- что в итоге желательно получить или иметь,
- что мешает получению желаемого.
2. Формирование творческой группы.
Оптимальное число участников составляет 5-12 человек. В группе обычно выделяются две части: постоянное ядро (руководитель и сотрудники легко и плодотворно генерирующие идеи и знающие правила) и временные члены (специалисты по исследуемой проблеме и специалисты - смежники).

максимальное число высказываемых идей;
- запрещено высказывание критических идей;
- одобрять и принимать любые идеи;
- создание непринужденной обстановки, шутки, юмор, смех;
- развитие, комбинирование и улучшение высказанных ранее идей;
- обеспечение между участниками дружелюбных и доверительных отношений.

участников группы, давать им лестную характеристику;
- ознакомить с правилами проведения сеанса;
- изложить формулировку задачи, чётко и эмоционально;
- обеспечить соблюдение всех правил, не пользуясь приказами и критическими замечаниями;
- обеспечить непрерывное высказывание идей, заполнять паузы поощрительными репликами;
- направлять обсуждение, расширять сферу поиска.
- следить за регламентом работы (высказывания не более 30-ти секунд и т.д.)

целей и задач Организация и проведение самого сеанса (продолжительность 1,5 – 2 часа) должны включать следующие моменты:
- представление участников и ознакомление с правилами – 5-10 мин;
- постановка ведущим задачи с ответами на вопрос -10-15 мин;
- проведение сеанса – 30-40 мин;
- перерыв -10 минут;
- составление отредактированного списка идей – 30-45 мин.
Для сеанса обычно выбирается нейтральное и нешумное помещение, в котором находится П-образный или круглый стол. Повысить качество работы может показ короткометражного фильма на рассматриваемую тему, фоновая музыка, показ образцов, аналогичных объектов, угощение чаем, кофе, объявление перед сеансом о вознаграждении в случае получения приемлемого результата и т. д.

стенограммы;
запись на видео или на магнитофон;
- каждый участник после высказывания записывает свою идею.
После сеанса проходит коллективное редактирование полученного списка идей с полукритическим отношением. При этом можно не только обсуждать, отбрасывая заведомо невыполнимые идеи, но и развивать приемлемые и дополнять список новыми предложениями. Все идеи делят на три группы:
а) наиболее применимые и легко реализующиеся;
б) наиболее эффективные перспективные
в) другие
Далее список передается заинтересованным лицам.

которые целесообразно использовать:
- при решении изобретательских и рационализаторских задач в самых различных областях техники.
- при самых различных постановках задачи по форме деятельности и глубине проработки
- на различных этапах решения творческой задачи и на различных стадиях разработки и проектирования изделия
- в сочетании с другими эвристическими методами
Так же с их помощью могут быть решены задачи из области организации производства, сфера обслуживания, бизнеса, экономики, социологии, уголовного розыска, военных операций и т.д., если они просто и ясно сформулированы.
За время существования метода возникло множество его разновидностей, таких как индивидуальный, массовый, поэтапный, многоступенчатый мозговой штурм, синектика и т. д. Одной из интересных разновидностей, в основе которой лежит критика, направленная на максимальное выявление недостатков является обратная мозговая атака.

(связи возникающие при определенных условиях между двумя и более психическими образованиями – ощущениями, двигательными актами, восприятиями, идеями и т. п.).
При решении практических задач используются в основном четыре вида аналогий: прямая, символическая, личная и фантастическая.
При прямой аналогии рассматриваемый объект сравнивается с более или менее схожим из другой области техники или природы. Например: очки – хамелеон, сеть – паутина и т. д.

явления или понятия. Например: пламя – видимая теплота, прочность – принудительная целостность.
Личная аналогия (эмпатия) представляет собой отождествление с исследуемым объектом. Человек должен настолько «прочувствовать» проблему, чтобы вжиться в образ совершенствуемого объекта.
При фантастической аналогии в решение вводят какие-то фантастические средства, выполняющие то, что требуется по условию. С их помощью анализируются альтернативы на основе нереальных вещей или сверхъестественных процессов, например отсутствие массы, трения и т. д.

ассоциации и их цепочки, приводящие к неожиданным скачкам мысли и психологической активизации. К таким методам относятся методы каталога (Э. Кунце, Германия), фокальных объектов (Ч. Вайтинг, США) и гирлянд случайностей и ассоциаций.
Методы позволяют взглянуть на систему или объект под необычным углом. Возможности данной группы методов ограниченны, они эффективны при поиске новых возможностей, новых вариантов несложных технических систем.

совершенствовании);
выбирается 3-4 случайных объекта, их берут практически наугад;
составляется список признаков случайных объектов;
генерируются идеи путем присоединения к фокальному объекту признаков случайных объектов;
развитие полученных сочетаний путем свободных ассоциаций;
оценка полученных идей и отбор полезных решений.

соотношения между их потребительскими свойствами (качество функций) и затратами на достижения этих свойств. Метод разработал конструктор Пермского телефонного завода Ю. М. Соболев, но как самостоятельный метод ФСА был введен в широкую практику Л. Д. Майлзом (США).
Соболев Юрий Михайлович, (СССР)
1948 г. — первый успех в применении метода поэлементного анализа на Пермском телефонном заводе.
1949 г. — первая заявка на изобретение, в основе которого лежал новый метод.
Лоуренс Д. Майлс, (США)
1947 г. — организация в компании «Дженерал электрик» группы по созданию нового метода.
1949 г. — первая публикация о методе.

рассматривать каждый элемент конструкции в отдельности, разделив элементы по принципу функционирования на основные и вспомогательные. Из анализа становилось ясно, где «спрятаны» излишние затраты. Соболев применил свой метод на узле крепления микротелефона и ему удалось сократить перечень применяемых деталей на 70 %.
Задачей ФСА является достижение наивысших потребительских свойств продукции при одновременном снижении всех видов производственных затрат. Классический ФСА имеет три англоязычных названия-синонима — Value Engineering, Value Management, Value Analysis. Не следует путать метод ФСА, как это имеет место у некоторых авторов, с методом АВС (Activity Based Costing).
Сегодня в экономически развитых странах практически каждое предприятие или компания используют методологию функционально-стоимостного анализа как практическую часть системы менеджмента качества, наиболее полно удовлетворяющую принципам стандартов серии ИСО 9000.

он получит от её использования.
Потребитель стремится сократить свои затраты.
Интересующие потребителя функции можно выполнить различными способами, а, следовательно, с различной эффективностью и затратами.
Среди возможных альтернатив реализации функций существуют такие, в которых соотношение качества и цены является оптимальным для потребителя.

действии (воздействия или взаимодействии) на изменение состояния других материальных объектов. Носитель функции — материальный объект, реализующий рассматриваемую функцию. Объект функции — материальный объект, на который направлено действие рассматриваемой функции. Полезная функция — функция, обусловливающая потребительские свойства объекта. Вредная функция — функция, отрицательно влияющая на потребительские свойства объекта. Нейтральная функция — функция, не влияющая на изменение потребительских свойств объекта. Главная функция — полезная функция, отражающая назначение объекта (цель его создания).

функцией проявление потребительских свойств объекта. Основная функция — функция, обеспечивающая выполнение главной. Вспомогательная функция первого ранга — функция, обеспечивающая выполнение основной. Вспомогательная функция второго ранга — функция, обеспечивающая выполнение вспомогательной функции первого ранга. Вспомогательные функции третьего и других более низких рангов — функции, подчиненные по отношению к функциям предыдущего ранга. Ранг функции — значимость функции, определяющая её место в иерархии функций, обеспечивающих выполнение главной функции. Уровень выполнения функции — качество её реализации, характеризующееся значением параметров носителя функции. Требуемые параметры — параметры, соответствующие реальным условиям функционирования объекта. Фактические параметры — параметры, присущие анализируемому объекту (существующему или проектируемому).

уровень выполнения функции — превышение фактических параметров над требуемыми. Недостаточный уровень выполнения функции — превышение требуемых параметров над фактическими. Модель объекта ФСА — условное представление объекта в графической или словесной (вербальной) форме, отражающее его существенные характеристики. Компонентная модель — модель, отражающая состав объекта и иерархию (соподчиненность) его элементов. Структурная модель — модель, отражающая взаимосвязи между элементами объекта. Функциональная модель — модель, отражающая комплекс функций объекта анализа и его элементов. Функционально-идеальная модель — функциональная модель, отражающая комплекс функций объекта, реализуемых минимальным числом материальных элементов. Нежелательный эффект — свойства. Техническое противоречие — недопустимое ухудшение в анализируемом объекте одного из параметров при улучшении другого.

выполняемых исследуемым изделием, но и стоимость выполнения аналогичных функций другими доступными деталями или узлами. Возможно назначение стоимости в виде сравнительных оценок – отталкиваться от стоимости исходной функции, принимаемой за единицу.
В первую очередь минимизируют стоимость выполнения главных функций. При этом качество функционирования изделия стремятся сохранить на прежнем уровне. Однако не следует упускать из внимания и вспомогательные функции, часто решающим образом определяющие спрос на выпускаемое изделие (например, внешняя привлекательность, удобство эксплуатации и т.п.). Это указывает на важность знания не только стоимости каждой функции, но и её ценности (значимости).

соотнесении их с его элементами (деталями, узлами, сборочными единицами), нацелен на минимизацию полной стоимости выполнения этих функций. Для этого необходимо знать функциональную структуру объекта, стоимость отдельных функций и их значимость.
Стоимость функций включает затраты на материалы, изготовление, сборку, транспортировку и последующие обслуживание и утилизацию и т.п. (этот круг определяется целями задачи и жизненным циклом). Эффективны действия, направленные на совмещение выполнения одной частью изделия нескольких функций и на максимальную реализацию принципа ИКР (функция выполняется, а её носителя нет). На практике этому соответствует то, если стоимость нового объекта, совмещающего ряд функций, будет меньше суммарной стоимости объектов, выполнявших эти функции поврозь. Стоит отметить, что важнее искать ненужные и неэффективно работающие части изделия и отказываться от них, а не снижать их стоимость.

доступность и стоимость материалов, последствия от побочных эффектов и т.д.;
Структурные признаки: простота (технологичность) форм деталей, их взаимное расположение и количество (разнообразие) и т.д.;
параметрические характеристики: материалоемкость деталей, их размеры и качество поверхностей, точность изготовления и сборки и т.д.
Следует помнить, решение задачи методом ФСА конкретно и зависит от условий производства и применения исследуемого изделия. Например, на стоимость изделия влияют отличия в цене на электроэнергию в разных районах, имеющееся на данном заводе оборудование.
ФСА можно вести бессистемно с целью решения какой-то частной задачи. Например, рассматривается шероховатость некоторой поверхности. Почему здесь нужно такое качество поверхности? Нельзя ли его понизить (а, следовательно, заменить, допустим, шлифование точением) и что для этого нужно сделать или изменить?

уточняется объект и цели (минимизация стоимости или повышение качества выполнения функции при сохранении прежней стоимости), формируется рабочая группа.
Информационный: сбор сведений по условиям применения и изготовления изделия, требованиям к его качеству, возможным проектным решениям, недостаткам.
Аналитический: составление функциональной структуры, определение стоимости и ценности отдельных функций, выбор направления работы.
Поисковый: улучшение решения на основе привлечения эвристических, математических и экспериментальных методов, выбор лучших вариантов.
Рекомендательный: оформление протоколов и рекомендаций по реализации предложений.

такого снижения стоимости изделия и улучшения его конструкции, чтобы не допустить (сделать экономически нецелесообразным) выпуск подобного по функциям и их качеству изделия конкурирующими фирмами. Так, в Японии 100% экспортируемых промышленных изделий подвергается ФСА.
Обычно на несовершенство конструкции и неосознанное применение ФСА указывают подаваемые в процессе выпуска продукции рационализаторские предложения.

только о настойчивости изобретателя,
но и о плохой организации творческой работы.
Г.С.Альтшуллер
Работы по созданию метода были начаты в на рубеже 40-50 годов прошлого века в нашей стране Г. С. Альтшуллером. В их основе лежит анализ большого количества изобретений и исследование обучения методам творчества, которые позволили автору сформулировать принципиально новые подходы.
При создании современных методов творчества необходимо учитывать закономерности развития объектов преобразования – технических систем.
Метод должен строится на основе науки о развитии – диалектики, в частности важнейшей ее части – учения о противоречиях.

результат (ИКР). Идеальность некоторых процессов давно подмечена народом: в русском языке более ста сложных слов, начинающихся с «само-». Предлагается вспомнить эти слова. Вещи, которые сами выполняли определенные функции, описаны в сказках.
ИКР – наименее затратное (ноль затрат), с наименьшим(нулевым) количеством нежелательных эффектов решение проблемы. ИКР необходим, чтобы определить цель решения технической проблемы. Формулировка идеального конечного результата часто содержит слово «сам» («сама», «само»).
ИКР предлагается формулировать непосредственно после
постановки задачи. Он отвечает на вопрос: что должно полу-
читься после решения проблемы?

Избавиться от заведомо пустых проб при поиске решения.
3. Гарантировать высокое качество будущего решения.
Пример 1. Мыть стекла в офисных зданиях – дело долгое и недешевое. Можно ли оптимизировать процесс? Да, можно.
Самоочищающееся стекло предложила английская фирма Pilkinton. Оно произведено методом магнетронного напыления. Основной частью стекла является тонкое прозрачное покрытие из оксида титана. Под воздействием ультрафиолетового излучения этот материал провоцирует химическую реакцию (т. е. это катализатор), разлагающую органические соединения на поверхности стекла. Во время дождя вся грязь смывается. Стекло само себя очищает.
Пример 2. При очистке воды идеальным конечным результатом является самоочищение воды – зачастую в естественных водоемах достаточно лишь летних температур и солнечного излучения. Разложение загрязнителей осуществляется путем фотолиза (т. е. разложением солнечным светом) либо за счет воздействия различных организмов.

эталон, к которому следует стремиться. Близость полученного решения к ИКР определяет качество решения. Если ИКР реализовать не удается, можно сформулировать «шаг назад от ИКР» – это решение чуть хуже, чем ИКР, но уже с менее жесткими условиями.
Напомним главное правило при использовании ИКР: не следует заранее загадывать, возможно ли достичь идеального результата. Включайте фантазию! Переход от ситуации «это невозможно» к вопросу «как это сделать?» помогает снять боязнь перед необычным, смелым решением.
Термин, связанный с ИКР, – идеальность – отношение полезной функции, выполняемой устройством, к затратам. Как повысить идеальность технических систем, подробно изложено в разделе «Законы развития технических систем».

противоречий различной природы. Создатель ТРИЗ
Г.С. Альтшуллер выделял три вида противоречий: Социально-технические (административные), технические и физические. СТП – несоответствие в производственной и общественной ситуации желаемого и действительного. Оно возникает, когда поставлена цель, но непонятно, как ее достичь. Это может быть связано либо с неструктурированностью проблемы, либо с несистемностью деятельности людей, ее решающих. При анализе проблемы, как правило, удается сформулировать техническое противоречие – это ситуация, когда попытка улучшить одну характеристику технической системы приводит к ухудшению другой характеристики.

физическое противоречие (ФП) – предъявление противоположных требований к одному и тому же объекту (например, предмет должен быть большим и маленьким, холодным и горячим). В ТРИЗ разработаны около 50 типовых приемов разрешения противоречий. После формулировки физического противоречия необходимо наметить приемы его разрешения и приступать к поиску самого решения.
Пример. На метеостанции требовалось зимой в мороз четыре раза в сутки опускать в прорубь приборы для измерений параметров воды и взятия проб. Работа осложнялась тем, что прорубь за несколько часов полностью замерзала, и ее приходилось ломом пробивать заново. Никаких сложных механизмов на метеостанции нет. Как освободить работника метеостанции от ручной работы по пробиванию проруби?

проб воды, и этого делать не нужно, потому что это тяжелая работа. Попробуем сформулировать физическое противоречие: вода в проруби должна замерзать, так как взаимодействует с холодным воздухом, но она не должна замерзать, чтобы не пробивать ломом каждый раз прорубь (не ломать лед).
В списке типовых методов разрешения противоречий находим прием «применение посредника». Вариант решения: вмораживаем в лед трубу. На поверхность воды в трубу наливают жидкость с низкой температурой замерзания, которая не смешивается с ней и легче воды (например, бензин, керосин, масло). Труба необходима, чтобы жидкость не вымывалась.

разрешение противоречий. Поэтому их можно формулировать не только в изобретательской деятельности. Разрешение социальных противоречий – более сложная задача, чем поиск технических противоречий, и выходит за рамки нашего курса.
Выделение противоречий – процесс творческий, ему нужно учиться. Возможно, это удастся не сразу. Всякое дело требует тренировки.

структуру, свойства и правила пре-
образований веполей. Он позволяет представить структурную
модель исходной технической системы, выявить ее свойства,
с помощью специальных правил преобразовать модель задачи,
получив тем самым решение, которое устраняет недостатки ис-
ходной задачи.
Веполь – неологизм, предложенный автором ТРИЗ Г.С. Альтшуллером, – сокращение от слов «вещество» и «поле». Веполь – минимально управляемая техническая система, состоящая из двух взаимодействующих объектов.

В1, В2 – вещества;
П – поле

В1

В2

П

переносчик взаимодействия. Понятие поля в ТРИЗ более широкое и менее строгое, чем в физике. Наряду с гравитационными и электромагнитными полями в ТРИЗовской литературе упоминаются механические, акустические, тепловые и даже запаховые поля.
Основные поля, использующиеся в ТРИЗ, можно запомнить с помощью формулы МАТХЭМ, или:
М – механическое поле (трение, давление, гравитация).
А – акустическое поле (звук, ультразвук, инфразвук).
Т – тепловое поле (нагрев или охлаждение).
Х – химическое поле (взаимодействие веществ).
Э – электрическое поле. Порождается зарядами или изменяющимся магнитным полем. Может быть постоянным или переменным.

может быть постоянным или переменным.
Электрическое и магнитное поля – частные случаи элек-
тромагнитного поля.
Порядок перечисления полей не случаен, он отражает динамику развития веполей в направлении перехода от менее управляемых полей – механических – к более управляемым–электромагнитным. Такой переход является отражением закона повышения управляемости технических систем.

применения при решении практических задач.
Свойство 1. Можно измерять характеристики объекта (на-
пример, элемента технической системы), если сделать его ком-
понентом веполя. Это свойство позволяет решать целый класс
инженерных изобретательских задач на получение информации
об объекте – контроль, измерение, обнаружение и т. п.
Свойство 2. Можно изменять характеристики объекта, ес-
ли сделать его компонентом веполя. Это позволяет решать
класс задач на управление – перемещение, изменение, регули-
рование и т. д.
Свойство 3. Воздействие на один из компонентов веполя
может вызывать изменение других его компонентов.
Свойство 4. Если один компонент веполя имеет определен-
ную пространственную структуру, то эта структура может сфор-
мировать аналогичную структуру у другого компонента веполя.

и разрушения (так называемые стандарты на решение изобретательских задач).
С помощью вепольного анализа можно рассматривать многие изобретательские задачи, выявлять различные поля и преобразованные вещества.
К составлению веполей следует относиться творчески.
Решая задачу, желательно сначала составить схему взаимодействия веществ и затем перейти к взаимодействиям с полями.
Рассмотрим несколько правил по методике решения творческих задач с помощью этих схем.

Достройка веполя. Невепольные системы предлагается достраивать для того, чтобы сделать их более управляемыми (повышение управляемости – закон развития технических систем).
Пример 1. Обычно кору отделяют от древесины механически в специальных корообдирочных барабанах. При этом повреждается и сама древесина. Разберем эту задачу с позиций
вепольного анализа.
Древесина – это В1, кора – В2.
Система не вепольная

заключается во введении поля П, воздействую-щего только на кору в направлении ее отрыва от древесины.
В клетках древесины имеется влага, вскипание которой оторвет кору. Это можно сделать с помощью нагрева, например, токами высокой частоты.

В1

В2

П

необходимо разрушить вредную связь между двумя веществами В1 и В2:
а) между ними вводят третье вещество В3, либо
б) переходят к смежному веполю, в котором поле П2 непосредственно или через вещество-посредник В3 «пересиливает» исходное поле П1.
П р а в и л о 3 . Вепольные системы имеют тенденцию:
а) к увеличению степени дисперсности (измельчения) инструмента В2;
б) развитию веществ, входящих в веполь, в самостоятельный веполь (такие веполи называются цепными);
в) замене тепловых, механических и других полей электромагнит-ным полем.
П р а в и л о 4 . При построении и преобразовании вепольных систем необходимо максимально использовать уже имеющиеся в системе вещественно-полевые ресурсы.

развития технических систем (ЗРТС). На их основе можно проектировать новые технические системы и оптимизировать существующие.
Как и другие элементы ТРИЗ, ЗРТС сформулированы на основе анализа развития технических систем.
В настоящее время проектирование новых технических систем характеризуется автоматизацией и интеллектуализацией. В XIX в. и раньше разработка новых устройств носила стихийный характер, новые идеи появлялись случайно. В настоящее время проектирование технических систем осуществляется,во-первых, системно, во-вторых, на основе законов развития технических систем.
Закон развития технической системы – это существенное,
устойчивое, повторяющееся отношение элементов технической
системы между собой и с внешней средой в процессе ее экс-
плуатации и развития.

следует дополнять методами системного
анализа, например, анализом структуры системы, определением
главной полезной функции и др.
Области использования ЗРТС:
– усиление других методов ТРИЗ;
– решение производственных задач;
– модернизация существующих технических систем и создание новых;
– прогноз развития конкретной технической системы;
– создание в определенных областях техники «патентных зонтиков» – множества патентов, не позволяющих конкурентам обойти запатентованные решения;
– анализ аналогичных систем, потребностей потребителей, движущих сил и т. п. для выбора стратегии рынка;
– разработка планов производства на ближнюю перспективу;
– поиск новых применений технических систем.

жизнеспособности технической системы является наличие четырёх частей: двигателя, трансмиссии, рабочего органа и органа управления. Двигатель – часть ТС, предназначенная для накопления или преобразования одного вида энергии в другой. Трансмиссия – часть ТС, предназначенная для передачи (транспортирования) энергии к рабочему органу и (или) ее изменения. Рабочий орган – часть ТС, обеспечивающая выполнение главной полезной функции ТС. Система управления – часть ТС, предназначенная для согласования работы частей системы между собой и окружающей средой. Двигатель через трансмиссию передает энергию инструменту, который взаимодействует с заготовкой. Заготовка (изделие) – любое тело, вещество или поле, взаимодействующее с рабочим органом. Система управления оказывает определенное воздействие на другие элементы ТС для достижения главной полезной функции. Для синтеза технической системы необходимо наличие указанных четырех частей и их минимальная пригодность к выполнению функций системы. Элементов в ТС может быть больше, но наличие упомянутых четырех обязательно. Если хотя бы одна из перечисленных частей отсутствует, то это еще не ТС; если хотя бы одна часть не работоспособна, то и ТС в целом не пригодна к работе.

идет в направлении увеличения степени идеальности.
Идеальность определяется следующей формулой:



где I – идеальность; P- полезные функции, выполняемые системой; P – нежелательные эффекты и затраты.
Сумма в числителе возникает в том случае, если мы анализируем поли-систему (систему, у которой несколько полезных функций). Для моносистемы в числителе будет только одно число. Аналогично для знаменателя. Формула носит качественный характер – редко удается явно вычислить величину I. Это возможно для некоторых технических систем, например, грузоподъемность автомобиля в числителе и расход бензина на сто километров в знаменателе.
Из формулы следует, что идеальность можно повысить либо за счет увеличения количества полезных функций, либо за счет снижения затрат и нежелательных эффектов.

называемым S-образным кривым. По оси t отображается время, по оси Р – параметр, отражающий эффективность ТС (грузоподъемность автомобиля, тактовая частота процессора и т. п.).
Развитие технических систем происходит неравномерно:
участок I – «зарождение» системы (появление идеи и опытных образцов);
участок II – промышленное изготовление системы и доработка системы в соответствии с требованиями рынка;
участок III – незначительное «дожимание» системы, как правило, основные параметры системы уже не изменяются, происходят «косметические» изменения, чаще всего не существенные, касающиеся лишь внешнего вида или упаковки;
участок IV – стагнация, ухудшение определенных параметров системы либо несоответствие производительности системы новым условиям внешней среды, в которой она эксплуатируется.

жизнеспособности технической системы является согласование работы всех частей системы.
Основные виды согласования: компонентное (согласование материалов, веществ); структурное (согласование размеров, форм, структуры); параметрическое (согласование основных параметров технических систем: температур, давлений, плотностей, электрических сопротивлений и т. д.); функциональное (согласование основных функций).

жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.
Передача энергии от одной части системы к другой может быть вещественной (например, вал, шестерни, рычаги); полевой (например, магнитное поле) и вещественно-полевой (например, передача энергии потоком заряженных частиц). Многие изобретательские задачи сводятся к подбору того или иного вида передачи, наиболее эффективного в заданных условиях.
Как следует из закона полноты частей системы, энергия передается от двигателя к рабочему органу. Важное значение имеет следствие из закона: чтобы ТС была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между элементами и подсистемами ТС.

идет неравномерно, причем чем сложнее система, тем неравномернее развитие ее частей.
Неравномерность развития частей системы является причиной возникновения технических и физических противоречий.
Противоречие – источник развития, наличие противоречия означает, что система имеет ресурс развития.
Рассмотрим пример, приведенный Г.С. Альтшуллером .
Предположим, имеется рекордный катер: наилучший корпус в сочетании с наилучшим двигателем. Как увеличить скорость на 100 км/ч? Будем считать, что катер уже имеет подводные крылья.

рабочих органов системы идет сначала на макроуров-
не, затем – на микроуровне. В качестве примера можно при-
вести интенсивно развивающиеся в настоящее время нано-
технологии.
Другим примером перехода на микроуровень является та-
кой изобретательский прием, как применение пены.

идет в направлении увеличения степени вепольности.
Смысл этого закона заключается в том, что:
а) невепольные ТС стремятся стать вепольными;
б) в вепольных системах развитие идет в направлении перехода от механических полей к электромагнитным (электромагнитные поля более управляемы);
в) в вепольных системах развитие идет в направлении
увеличения дисперсности веществ;
г) в вепольных системах развитие идет в направлении уве-
личения отзывчивости.

полноты частей системы.
2. Закон увеличения степени идеальности системы.
3. Закон энергетической проводимости системы.
4. Закон согласования ритмики частей системы.
5. Закон неравномерности развития частей системы.
6. Закон перехода в надсистему.
7. Закон перехода с макроуровня на микроуровень.
8. Закон увеличения степени вепольности.
9. Закон увеличения степени динамичности систем.

к четко построенной и предельно простой схеме (модели) задачи.
1) Необходимо записать условия мини – задачи по следующей форме: ТС, части системы, технические противоречия (ТП1, ТП2, и т. д.), указать желаемый результат.
Мини – задачу получают из ситуации, водя ограничения. Все остается без изменений или упрощается, но при этом появляется требуемое действие или исчезает вредное действие (свойство).
2) Выделяется и записывается конфликтующая пара элементов – «изделие и инструмент».
Изделие – это элемент, который по условиям задачи нужно обработать (изменить).
Инструмент – элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие.

выбирается та, которая обеспечивает наилучшее осуществление главной полезной функции (основной функции ТС, указанной в условиях задачи). Указывается эта функция.
5) Усиливается конфликт, указывается предельные состояния (действия) элементов.
6) Записывается формулировка модели задачи, в которой указывается:
конфликтующая пара;
усиленная формулировка конфликта;
что должен сделать вводимый для решения задачи «икс – элемент» (сохранить, улучшить, обеспечить и т.д.)

использовать: ресурсов пространства, времени, вещества и полей.
1) Определить оперативную зону – пространство, в пределах которого возникает конфликт (ОЗ).
2) Определить оперативное время (ОВ). Это имеющиеся ресурсы времени: конфликтное Т1 и время до конфликта Т2. Конфликт иногда может быть устранен в течении Т2.
3) Описать вещественно – полевые ресурсы (ВПР) рассматриваемой системы, внешней среды и изделия. Составить список ВПР.

противоречий (ФП).
Цель этапа: сформулировать идеальное решение (ИКР).
1) Записать формулировку ИКР-1: икс-элемент не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет вредное воздействие в течение ОВ в пределах ОЗ.
2) Усилить Формулировку ИКР-1 рядом дополнительных требований: в систему нельзя вводить новые вещества и поля, необходимо использовать ВПР.
3) Записать ФП на макроуровне. Например, ОЗ должна быть горячей (1 свойство) и одновременно холодной (2 свойство).
4) Записать ФП на микроуровне: в ОЗ должны быть частицы обеспечивающие 1 свойство и частицы обеспечивающие 2 свойство.
5) Записать формулировку ИКР-2: ОЗ должна сама обеспечивать противоположные состояния.

по увеличению ресурсов.
1) Использовать метод «моделирования маленькими человечками» (ММЧ):
а) используя метод ММЧ построить схему конфликта;
б) изменить построенную схему так, чтобы маленькие человечки действовали, не вызывая конфликта;
в) перейти от абстрактной к технической схеме.
Введенный ТРИЗ метод ММЧ в какой-то мере развивает упомянутый ранее прием личной аналогии (эмпатии). Он позволяет моделировать с помощью не одного, а многих символических «человечков» различные действия системы и их развитие.

система и задача сводится к определению способа получения этой системы, может быть использован способ «шаг назад от ИКР». Изображают готовую систему, затем вносят минимальное изменение. Например, если в ИКР две детали соприкасаются, то нужно показать зазор. Возникает новая микрозадача: как устранить дефект? Часто это приводит к получению ответа.
3) Проверить решается ли задача применением смеси ресурсных веществ.
4) Проверить решается ли задача заменой ресурсных веществ пустотой или смесью с пустотой.
5) Проверить решается ли задача применением веществ, производных от ресурсных.
6) Проверить решается ли задача введением вместо вещества электрического поля или взаимодействия 2 электрических полей.
7) Проверить решается ли задача применением пары «поле-добавка вещества», отзывающегося на поле (магнитное поле – ферровещество, тепловое поле – вещество с памятью формы).

ТРИЗ, межотраслевом фонде эвристических приемов (приложение 1) и фонде физических эффектов.
Эти фонды содержат данные о всех возможных способах преобразования ТС, о различных физических эффектах, которые могут быть внесены в задачу или как-либо использованы.

задача решена перейти от физического ответа к техническому: схема, способ и т.д.
2. Если ответа нет – проверить I этап: не является ли формулировка сочетанием нескольких задач: изменить, выделить главную задачу.
3. Если ответа нет, изменить задачу, выбрав на шаге другое ТП.
4. Если ответа нет, заново сформулировать задачу, отнеся ее к надсистеме.

ответа.
1. Контроль ответа. Рассмотреть вводимые поля и вещества.
2. Провести предварительную оценку полученного решения.
3. Проверить по патентным данным новизну.
4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке идеи?

изменена надсистема.
2. Проверить может ли измененная система (надсистема) применяться по новому.
3. Использовать полученный ответ при решении других задач.

изменена надсистема.
2. Проверить может ли измененная система (надсистема) применяться по новому.
3. Использовать полученный ответ при решении других задач.

изменена надсистема.
2. Проверить может ли измененная система (надсистема) применяться по новому.
3. Использовать полученный ответ при решении других задач.

изменена надсистема.
2. Проверить может ли измененная система (надсистема) применяться по новому.
3. Использовать полученный ответ при решении других задач.

специальное приспособление – цилиндрический зонд, который опускается за борт на длинной веревке и при ударе о дно открывается и забирает в себя образцы грунта». Это выдержка из книги американского океанографа 19 века М.Мори «Физическая география моря».
Лот был применен при исследовании с личным участием Петра дна Каспийского моря. За эту работу царь был удостоен звания члена Парижской Академии наук.

и нечувствительным к жаре и морозу. Он проделал тысячи опытов, на что истратил всё своё состояние. Однажды он случайно положил кусок каучука с серой на горячую плиту. Каково же было его удивление, когда через некоторое время он обнаружил на плите кусок сухого и упругого вещества. Это было то, что мы теперь называем резиной.

цепным приводом, а затем и токарно-винторезного станка более чем на полвека опередило изготовление аналогичного станка англичанином Генри Модсли (1797г.).
Изобретение в 1763 году Иваном Ивановичем Ползуновым паровой машины для откачки воды из шахты проложило прямую дорогу к созданию англичанином Джеймсом Уаттом в 1774 году универсального парового двигателя.
В 1779 году знаменитый русский изобретатель Иван Петрович Кулибин создал первый прожектор, свет от которого был виден на 30 км.
В 1832 году Павел Львович Шиллинг изобрёл электромагнитный телеграф и проложил первую подземную телеграфную линию в Петербурге.
Борис Семёнович Якоби в 1838 году испытал первое в мире судно с электрическим двигателем, кстати, им же изобретённым.
Известный русский металлург Павел Петрович Аносов сумел в 1841 году раскрыть секрет получения знаменитой булатной стали.
В 1864 году из Кронштадта в Ораниенбаум прошёл сквозь лёд первый ледокол «Пилот» («Пайлот») купца Бритнева, построенный им по идее безвестного капитана, положивший начало ледокольному флоту.

лампы накаливания Александром Николаевичем Лодыгиным в 1873 году дало толчок разработкам выдающегося американского изобретателя Томаса Эдисона в этом направлении.
В 1880 году Фёдор Абрамович Блинов создал первый гусеничный трактор, положив начало новому направлению в развитии наземного транспорта.
В 1881 году приговорённый к смерти народоволец Николай Иванович Кибальчич составил описание изобретённого им реактивного летательного аппарата, усовершенствованного потом Константином Эдуардовичем Циолковским.
В 1882 году русский инженер Николай Николаевич Бенардос, использовав явление электрической дуги, открытое Василием Владимировичем Петровым, изобрёл способ электрической сварки металлов с помощью угольного электрода. Этот способ в 1887 году был усовершенствован Николаем Гавриловичем Славяновым, заменившим угольный электрод металлическим – так родилась электросварка, самый распространенный ныне способ неразъёмного соединения металлов.
В 1888 году Михаил Осипович Доливо-Добровольский изобрёл и построил первый трёхфазный генератор и асинхронный электродвигатель трёхфазного тока, позднее не раз им же усовершенствованные.

мире автоматическую телефонную станцию – АТС.
В 1895 году Александр Степанович Попов изобрёл радио – одно из наиболее выдающихся достижений технической мысли, положившее начало новому виду связи.
А в 1907 году русский инженер Борис Львович Розинг создаёт электроннолучевую трубку, позволившую ему осуществить в 1911 году первую в мире телевизионную передачу.
Владимир Григорьевич Шухов в 1890 году, а затем Николай Дмитриевич Зелинский предложили новый способ переработки нефти, что позволило в четыре раза увеличить выход бензина и повысить его качество.
Сергей Васильевич Лебедев в 1908 году впервые получил синтетический каучук.
В 1911 году Глеб Евгеньевич Котельников разработал ранцевый спасательный парашют.
В 1921 году Яков Модестович Гаккель спроектировал один из первых тепловозов, который был построен в 1924 году.

самолёт – штурмовик ИЛ-2, положивший начало новому классу боевой авиации.
В 1943 году Борис Романович и Нина Иосифовна Лазаренко изобрели принципиально новый способ обработки материалов – электроискровую обработку.
В 1947 году Михаил Тимофеевич Калашников создал знаменитый автомат АК, который и сегодня является лучшей базовой моделью стрелкового оружия.
В 1950 году Андрей Дмитриевич Сахаров и Игорь Евгеньевич Тамм разработали управляемый термоядерный реактор.
В 1954 году в Советском Союзе была пущена первая в мире атомная электростанция.
В 1959 году спущен на воду первый в мире атомный ледокол «Ленин».
В 1960 году Николай Геннадиевич Басов и Александр Михайлович Прохоров создали первый оптический квантовый генератор (лазер).

зазора между шейкой вала и вкладышем. Для такого осмотра требуется остановить стан и демонтировать подшипниковые узлы, что ведёт к остановке всей линии. Если мы просмотрим момент, когда износ вкладыша достиг допустимой величины, может произойти авария.

магазин, накапливающий заготовки и поштучно их выдающий. Магазин представляет собой коробку, в которую сверху поступают заготовки – плоские стальные листы толщиной 0,5–1,0 мм. Внизу коробка имеет щель, достаточную, чтобы пропустить нижнюю заготовку, выталкивает эту заготовку шибер (толкатель). Недостаток устройства: заготовки слипаются друг с другом, устройство заклинивается, выходит из строя.

прилипают к прокатным валкам и портят их поверхность. При прокатке обычных сталей этого не бывает.
Как устранить дефекты при прокатке легированной стали?